СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО ХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C01F7/56 

Изобретение относится к способу получения раствора основного хлорида алюминия, широко используемого при очистке природных и промышленных сточных вод, и может найти применение в бумажной промышленности, в производстве огнеупоров и, в частности, в производстве поликристаллического волокна оксида алюминия.

Известны способы получения раствора основного хлорида алюминия путем взаимодействия металлического алюминия с раствором трихлорида алюминия /Патент Японии N 452645, кл. C 01 F 7/56, 1970/ и путем смешения гидроокиси алюминия с соляной кислотой и последующей нейтрализацией полученного раствора металлическим алюминием до получения основного хлорида алюминия /Авторское свидетельство СССР N 260624, кл. C 01 F 7/56, 1970/. Известен также способ получения основного хлорида алюминия путем растворения металлического алюминия в растворе соляной кислоты при 70-95^oC. При использовании 3-5%-ной HCl время растворения более 24 ч /Патент США N 3691745, кл. 423-462, 1975/.

Недостатком этих способов является использование дефицитных продуктов, сложность и продолжительность процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения основного хлорида алюминия, в котором интенсификация процесса достигается за счет применения в качестве алюминийсодержащего сырья сплавов алюминия /Авторское свидетельство СССР N 618343, C 01 F 7/56/. Предложенный способ позволяет сократить время процесса с 24 до 1,6-3,3 ч.

Задача, решаемая изобретением, - снижение себестоимости продукта, упрощение и ускорение процесса.

Поставленная задача достигается за счет использования жидкого отхода производства изобутилбензола с содержанием трихлорида алюминия от 200 до 300 г/дм³, массовой концентрацией органических примесей и взвешенных частиц не более 0,5 г/дм³ соответственно согласно ТУ 38.302163-89.

В качестве металлического алюминия применяется мелкодисперсный порошок алюминиевого сплава АСД-Т с содержанием 99,1% алюминия и 0,9% двуокиси титана.

Процесс нейтрализации проводят при 80-90^oC в течение 1,5-2 ч при непрерывном перемешивании смеси.

Нейтрализацию проводят при молярном соотношении трихлорида алюминия и алюминия (0,666-1,333): (1,333-2,666) и (0,333-0,666):(1,666-3,333) для получения одно- и двухмолярных растворов основного хлорида алюминия марки 2/3 и 5/6 соответственно.

Из этих стехиометрических соотношений вытекает, что при получении двухмолярного раствора основного хлорида алюминия в количестве 1 л мелкодисперсный порошок алюминиевого сплава нужно вводить примерно в количестве 72 г для марки 2/3, а для марки 5/6 - 90 г.

Вводимое количество жидкого отхода изобутилбензола зависит от плотности раствора, что определяется содержанием AlCl₃ в г/дм³. Сделан расчет и составлена таблица необходимого вводимого количества жидкого отхода производства изобутилбензола в зависимости от его плотности для приготовления марки 2/3 и 5/6 одно- и двухмолярных растворов основного хлорида алюминия в количестве 1 л.

С целью расширении сырьевой базы производства особотугоплавких волокнистых материалов, сорбентов и катализаторов на основе оксида алюминия из жидкого отхода производства изобутилбензола плотностью 1,196 и 1,2104 г/дм³ (содержание AlCl₃ 221 и 243 г/дм³ соответственно), отношение Al/Cl = 0,37, кислотностью 1,5 pH, вязкостью 6,152 сП был получен лабораторный образец раствора основного хлорида алюминия с содержанием 20,2% Al₂O₃, 7,1% Cl, кислотностью 3,5 pH, вязкостью 7,413 сП, что соответствует требованиям ТУ 6-01-1-323-85.

Из этого образца был получен образец лабораторной партии поликристаллического волокна, содержащий (на прокаленное вещество) 34,4% оксида алюминия, 5,6% двуокиси кремния, изменение массы при прокаливании - 0,6%, линейная усадка - 0,8%, средний диаметр волокна - 5,8 мм, что соответствует требованиям ТУ 14-8-512-86.

Следовательно, из жидкого отхода изобутилбензола, содержащего трихлорида алюминия от 200 - 300 г/дм³, можно получать основные хлориды алюминия, а из них - и поликристаллическое волокно оксида алюминия и т.д.

Кроме того, были получены образцы растворов основного хлорида алюминия для испытания их в качестве коагулянта для очистки воды.

Примеры получения двухмолярных растворов основного хлорида алюминия путем нейтрализации отхода производства изобутилбензола мелкодисперсным порошком алюминиевого сплава АСД-Т приведены в таблице. Температура нагревания - 80-90^oC, время приготовления - 1,5-2 ч. В процессе нагревания происходит испарение воды. Поэтому вводится вода примерно в количестве 1:1 к объему получаемого раствора основного хлорида алюминия марки 2/3 и в количестве 2:1 - для марки 5/6.

Можно получать основной хлорид алюминия также в сухом виде. Процесс приготовления тот же, только количество вводимой воды снижается в два раза. Путем термообработки полученного раствора основного хлорида алюминия при 80-90^oC получают основной хлорид алюминия в сухом виде.

Растворы основного хлорида алюминия и сухой порошок основного хлорида алюминия прошли лабораторные испытания в качестве коагулянта для очистки промышленных сточных вод и дали положительные результаты.

Преимущества предложенного способа: снижение себестоимости, упрощение и ускорение процесса - за счет перехода к готовому и дешевому сырью - отходу производства изобутилбензола, использования мелкодисперсного порошка алюминиевого сплава, соответствие продукта его формуле за счет нейтрализации компонентов при их стехиометрическом соотношении, получение продукта в сухом виде облегчит его транспортировку.

Изобретение предназначено для получения основного хлорида алюминия. Способ заключается в том, что жидкий отход производства изобутилбензола с содержанием трихлорида алюминия 200 - 300 г/дм³ подвергают нейтрализации металлическим алюминием. В качестве металлического алюминия используют мелкодисперсный порошок алюминиевого сплава с содержанием 99,1% алюминия и 0,9% двуокиси титана. Нейтрализацию проводят при 80 - 90^oC в течение 1,5 - 2 ч при непрерывном перемешивании смеси, молярном соотношении трихлорида алюминия и алюминия (0,666-1,333) : (1,333-2,666) и (0,333-0,666) : ( 1,666-3,333) для получения одно- и двухмолярных растворов основного хлорида алюминия марки 2/3 и 5/6 соответственно. Раствор основного хлорида алюминия подвергают термообработке при 80 - 90^oC и получают основной хлорид алюминия в сухом виде. Изобретение позволяет снизить себестоимость продукта, упростить и ускорить процесс. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения основного хлорида алюминия, включающий нейтрализацию раствора трихлорида алюминия металлическим алюминием, отличающийся тем, что в качестве раствора трихлорида алюминия используют жидкий отход производства изобутилбензола с содержанием трихлорида алюминия 200 - 300 г/дм³. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлического алюминия используют мелкодисперсный порошок алюминиевого сплава с содержанием 99,1% алюминия и 0,9% двуокиси титана. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию проводят при 80 - 90^oC в течение 1,5 - 2 ч при непрерывном перемешивании смеси. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию проводят при молярном соотношении трихлорида алюминия и алюминия (0,666 - 1,333) : (1,333 - 2,666) и (0,333 - 0,666) : (1,666 - 3,333) для получения одно- и двухмолярных растворов основного хлорида алюминия марки 2/3 и 5/6 соответственно. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что основной хлорид алюминия подвергают термообработке при 80 - 90^oC и получают основной хлорид алюминия в сухом виде.